WO2009139664A1 - Method for producing carbon dioxide chemical adsorbent - Google Patents

Method for producing carbon dioxide chemical adsorbent Download PDF

Info

Publication number
WO2009139664A1
WO2009139664A1 PCT/RU2009/000214 RU2009000214W WO2009139664A1 WO 2009139664 A1 WO2009139664 A1 WO 2009139664A1 RU 2009000214 W RU2009000214 W RU 2009000214W WO 2009139664 A1 WO2009139664 A1 WO 2009139664A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
alkali
adsorbent
carbon dioxide
aqueous dispersion
fibrous material
Prior art date
Application number
PCT/RU2009/000214
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Николай Федорович ГЛАДЫШЕВ
Тамара Викторовна ГЛАДЫШЕВА
Леонид Эдуардович КОЗАДАЕВ
Эдуард Ильич СИМАНЕНКОВ
Борис Викторович ПУТИН
Сергей Борисович ПУТИН
Марина Петровна АРХИПОВА
Анатолий Васильевич ТЯНИКОВ
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Корпорация "Росхимзащита"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Корпорация "Росхимзащита" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Корпорация "Росхимзащита"
Priority to UAA201015010A priority Critical patent/UA100266C2/en
Publication of WO2009139664A1 publication Critical patent/WO2009139664A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28033Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/041Oxides or hydroxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/262Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds, e.g. obtained by polycondensation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28028Particles immobilised within fibres or filaments

Definitions

  • the invention relates to methods for producing a carbon dioxide adsorbent based on alkali and / or alkaline earth metal hydroxides, intended for use in respiratory protective equipment.
  • a known method of manufacturing a carbon dioxide adsorbent based on alkali and alkaline earth metal hydroxides for respiratory systems (US patent Xs 7329307, IPC BOlD 53/02, 2008, US patent JV ° 7326280, IPC BOlD 53/02, 2008), by which the mixture is extruded powders of metal hydroxide, in particular anhydrous lithium hydroxide, and polyethylene with the addition of a lubricant (mineral oil) to form a sheet.
  • a heated die may be used to extrude the material into a flat sheet.
  • the extruded material can be pressed between two calender rolls, one of which is smooth, and the second is provided with grooves, due to which protrusions are formed on the sheet of material.
  • the sheet acquires a ribbed shape, which ensures the creation of the necessary channels for the gas flow during the operation of the absorber.
  • the ribbed sheet can be cooled to a temperature below the melting point of polyethylene and then wound into a roll.
  • an extruded composition includes (in% by mass): lithium hydroxide 65.3; grease 33; polyethylene 1.7.
  • the extraction process is carried out in order to remove grease in the roll.
  • the rolls are saturated with hexane, then heated and dried in vacuum until the hexane is completely removed. After cooling, the rolls are stored at ambient temperature in an atmosphere free of carbon dioxide.
  • the adsorbent is hydrated before use.
  • the hydration of the ribbed sheets is carried out by uniformly applying liquid water to the surface of the sheet.
  • this method of manufacturing a CO 2 adsorbent is technologically complex and involves many stages: mixing the starting components of the powders of anhydrous lithium hydroxide and polyethylene with the addition of a lubricant, extrusion of the resulting mixture, removal of the organic component by extraction of the obtained adsorbent with hexane, followed by its evaporation by heat treatment in vacuum and hydration of the anhydrous adsorbent.
  • a method of manufacturing an adsorbent is limited by the use of low-performance vacuum treatment, and the operation of moistening the adsorbent does not provide a uniform distribution of moisture throughout the volume of the sheet adsorbent, which negatively affects the sorption activity of the adsorbent to carbon dioxide.
  • organic polymer material reduces the gas permeability of the adsorbent and the access of carbon dioxide to the active component - lithium hydroxide.
  • a known method of manufacturing a carbon dioxide absorber based on alkali and alkaline earth metal hydroxides for respiratory systems (US patent JNa 5964221, NKI 128 / 205.12, 1999), according to which carbon dioxide adsorbent powder, in particular Sodasorb, manufactured by W.R. Grace and Co. and consisting of a mixture of calcium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, is mixed with a polymer powder, in particular high molecular weight polyethylene.
  • the mixture is carried out in an extruder, while a lubricant (mineral oil) is injected into the mixture.
  • Mixing is carried out with heating, while the polymer dissolves in the lubricant, which ensures uniform mixing of the polymer with the adsorbent.
  • the resulting mixture is extruded into a composite sheet or other form. If necessary, the sheet is calendared, passing it between two rolls. After cooling of the sheet, the lubricant is removed by treating the sheet with a solvent, in particular hexane, after which the solvent is removed by blowing with dry nitrogen. Additionally, a polymer shrink operation is performed.
  • a solvent in particular hexane
  • the obtained sheets of carbon dioxide absorber are rolled up and installed in the form of a cartridge in the cartridge of the respiratory system, while the sheets can be placed between permeable membranes. It is also possible to die cast this material with any given contour, for example in the form of ribs on a sheet. All options for the design of the sheet of absorbent material have a hydrophobic surface. The content of the required amount of moisture is provided by applying a water-alcohol mixture.
  • a method of manufacturing a carbon dioxide absorber based on alkali and alkaline earth metal hydroxides for respiratory systems (US patent JNs 5165399, NKI 128 / 205.12, 1992), in which the carbon dioxide adsorbent based on alkali and / or alkaline earth metal hydroxides is combined with fibrous material by mixing the powdered adsorbent with the fibrous material, for example, in a high-speed mixer and the mixture is formed into a sheet.
  • the mixture is dispersed into a liquid, which is any liquid that does not dissolve the adsorbent and fibrous material, and the resulting dispersion is cast in the form of a sheet in the usual way of making paper.
  • the sheet is dried.
  • the sheet is placed between two layers of a membrane or permeable fabric and the resulting layers are combined in the form of a “sandwich”, for example, by ultrasound or by the method of piercing or needle-punched bonding of multilayer material used in the technology of producing nonwoven materials.
  • the resulting sheets are arranged accordingly for use in the respiratory system.
  • the mixture of fibrous material and metal hydroxide can be granulated.
  • Granules may be included in the structure of the sheet in a dry manner.
  • a granular adsorbent is distributed between two sheets of a permeable membrane and they are joined by needle-punched method.
  • the membrane or tissue may be arranged with the adsorbent before or after the formation of the sheet (plate).
  • the mixture of components dispersed in an appropriate solvent is poured onto a layer of permeable fabric such as, for example, Nomeh, using a papermaking technique.
  • the sheet is dried and a second sheet of permeable fabric is applied on top.
  • the two-layer structure is machined, for example, on needle-punched machines.
  • this method does not allow to obtain an adsorbent with sufficient reactivity to carbon dioxide, because, firstly, the polymer encapsulates particles of the active component of the adsorbent, which reduces it reactivity to carbon dioxide.
  • the processing of the adsorbent on needle-punched machines violates and compacts its structure, reduces the porosity of the layer, and, consequently, the gas permeability of the adsorbent, which as a result reduces the reactivity to carbon dioxide.
  • this method is periodic and technologically complex.
  • the limiting stages of the technological process are dispersion of the mixture into a liquid and separation of the solid phase.
  • the use of organic components in the known method poses a threat of toxic impurities being released into the gas-air mixture during operation of the breathing apparatus by the user.
  • the objective of the invention is to provide a method that allows to obtain improved operating characteristics of the adsorbent, resulting in increased reactivity of the adsorbent to carbon dioxide.
  • An additional result is to simplify the manufacturing technology of the carbon dioxide adsorbent.
  • the formation of the absorbent in the form of a sheet is carried out by rolling between waikami.
  • a porous fibrous woven or non-woven alkali-resistant material with a low specific gravity is used as the fibrous material.
  • the aqueous dispersion is used as a paste, as a suspension, or as a solution.
  • hydroxides in the form of an aqueous dispersion placed between layers of fibrous material ensures that, during subsequent sheet formation, the pores of the fibrous material are completely and uniformly filled with the active component of the adsorbent (metal hydroxide), which makes it possible to create a uniform thickness of the adsorbent layer in the form of a sheet, and the absence of a polymer binder allows for high gas permeability of the adsorbent sheet, which ultimately leads to an increase in the rate of absorption of carbon dioxide by increasing the contact surface of the adsorbent with carbon dioxide and the elimination of entrainment and moisture from the adsorbent.
  • metal hydroxide active component of the adsorbent
  • the fibrous material has the function of a reinforcing component and provides an adsorbent structure with a certain mechanical strength.
  • a method of producing an adsorbent is as follows.
  • the starting components are alkali and / or alkaline earth metal hydroxide mixed with water until an aqueous dispersion forms, which may have the consistency of a paste or suspension, or may be in the form of a solution.
  • the aqueous dispersion is applied to a layer of porous fibrous material (woven or non-woven), which can be used any materials, for example, glass paper, glass mat, heat-resistant non-combustible materials such as Nomekh, Kevlar (Du Ropt, USA), Rusar, Arselon ( Russia) or any other alkali-resistant materials with low specific gravity.
  • alkali and / or alkaline earth metal hydroxides such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide and others having chemical activity to carbon dioxide can be used.
  • a second layer of porous fibrous material is applied to the layer of fibrous material obtained at the previous stage, and the resulting structure (composition) is formed into a sheet in the usual way, for example, by rolling rollers.
  • the resulting adsorbent sheet is dried in the usual way, for example, b in a laboratory or industrial control cabinet with air ventilation.
  • the drying parameters are set depending on the specified residual moisture content in the adsorbent.
  • the sheets of adsorbent are rolled up and placed in a cartridge, thereby obtaining a rechargeable cartridge for cleaning the exhaled air of carbon dioxide for an individual use device, or the adsorbent is used in the form of manufactured sheets, placed in the appropriate device (device, design ) in closed air purification systems.
  • An aqueous dispersion is prepared, for which 7.5 g of potassium hydroxide KOH is dissolved in 90 ml of H 2 O water, after which 150 g of solid calcium hydroxide Ca (OH) 2 is added to the resulting solution. The mixture is thoroughly mixed. The resulting aqueous dispersion has a paste consistency.
  • the resulting aqueous dispersion in the form of a paste is applied to a double layer of 14x35 cm glass paper (BMD-F, density 11.2 g / cm 2 , TU 6-11-529-80 or BMD-K, TU 6-48-93-92) a thickness of 1.5-2 mm and on top lay another layer of glass paper brand BMD-F or BMD-K.
  • the resulting structure (composition) is rolled with rolls.
  • the molded adsorbent sheet is dried in a conventional laboratory or industrial control cabinet with air ventilation at a temperature of 100-140 ° C for 20-30 minutes.
  • the resulting adsorbent contains 15 - 17% residual moisture.
  • aqueous dispersion is prepared, for which 12 g of sodium hydroxide NaOH are dissolved in 100 ml of H 2 O water, after which they are added to the resulting solution
  • the formed adsorbent sheet is dried in a conventional laboratory or industrial control cabinet with air ventilation at a temperature of 100-14O 0 C for 20-30 minutes.
  • the resulting adsorbent contains 15-17% of residual moisture.
  • An aqueous dispersion is prepared, for which 7.5 g of potassium hydroxide KOH is dissolved in 90 ml of H 2 O water, after which 100 g of solid calcium hydroxide Ca (OH) 2 and 50 g of solid magnesium hydroxide Mg (OH) 2 are added to the resulting solution. The mixture is thoroughly mixed. The resulting aqueous dispersion has a paste consistency.
  • the molded adsorbent sheet is dried in a conventional laboratory or industrial control cabinet with air ventilation at a temperature of 100 - 140 ° C for 20-30 minutes.
  • the resulting adsorbent contains approximately 15 - 17% residual moisture.
  • An aqueous dispersion is prepared, for which 7.5 g of potassium hydroxide NaOH is dissolved in 100 ml of H 2 O water, after which 75 g of solid calcium hydroxide Ca (OH) 2 and 10 g of solid lithium hydroxide LiOH are added to the resulting solution. The mixture is thoroughly mixed. The resulting aqueous dispersion has a suspension consistency. The resulting aqueous dispersion is applied to a Rusar fabric layer measuring 14x35 cm in the form of a suspension 1.5-2 mm thick and one layer of glass paper of the BMD-F or BMD-K brand is laid on top. The resulting structure (composition) is rolled with rolls.
  • the formed adsorbent sheet is dried in a conventional laboratory or industrial control cabinet with air ventilation at a temperature of 100-140 ° C for 15-25 minutes.
  • the resulting adsorbent contains 16 to 18% residual moisture.
  • An aqueous dispersion is prepared, for which 9 g of potassium hydroxide KOH is dissolved in 100 ml of H 2 O water, after which 70 g of solid calcium hydroxide Ca (OH) 2 and 10 g of solid lithium hydroxide LiOH are added to the resulting solution. The mixture is thoroughly mixed. The resulting aqueous dispersion has a suspension consistency. The resulting aqueous dispersion is applied to a 16x30 cm Arcelon fabric layer in the form of a suspension 1.5–2 mm thick and a thin layer of glass mat MCTB-2 TU 21-6328981-03-92 manufactured by Ivotsteklo OJSC is laid on top. Received structure (composition) is rolled by rolls.
  • the formed adsorbent sheet is dried in a conventional laboratory or industrial control cabinet with air ventilation at a temperature of 100-140 ° C for 15-20 minutes.
  • the resulting adsorbent contains 20 to 22% residual moisture.
  • An aqueous dispersion is prepared, for which 15 g of potassium hydroxide KOH and 20 g of sodium hydroxide NaOH are dissolved in 100 ml of water H 2 O. The mixture is thoroughly mixed. The resulting aqueous dispersion is a solution. The resulting aqueous dispersion in the form of a solution is applied to a layer of glass mat 2-3 mm thick. The resulting structure (composition) is rolled with rolls.
  • the formed adsorbent sheet is dried in a conventional laboratory or industrial control cabinet with air ventilation at a temperature of 100-140 ° C for 15-20 minutes.
  • the resulting adsorbent contains 20 to 22% residual moisture.
  • the reactivity of the adsorbent to carbon dioxide was assessed on a dynamic installation by determining the dynamic activity characterizing the ability of the adsorbent to absorb carbon dioxide from the gas-air mixture flowing through it and expressed in units of l / kg (the number of liters of absorbed carbon dioxide per 1 kg of adsorbent).
  • the cross-sectional area of the dynamic tube is 11.6 ⁇ 12.25 cm;
  • the height of the dynamic tube is 22 cm;
  • the height of the adsorbent layer in the tube is 14 cm;
  • the volumetric velocity of the air supplied to the tube is 6.72 ⁇ 7.05 l / min;
  • volumetric rate of carbon dioxide (corresponding to its concentration in a gas-air mixture of 4% by volume) is 0.28 ⁇ 0.29 l / min;
  • the volumetric velocity of the gas-air mixture is 7.0 ⁇ 7.35 l / min;
  • the specific velocity of the gas-air mixture is 0.6 l / cm 2 min;
  • the temperature of the gas-air mixture is 23 ⁇ 0.5 ° C;
  • the mass of the adsorbent in the dynamic tube is 110-140 g. Tests of the adsorbent were carried out until the concentration in the gas-air mixture behind the adsorbent layer was 3.0% of carbon dioxide.
  • test results are presented in the table.
  • the claimed invention allows to increase the reactivity of the adsorbent by 20-40%, which expands the possibility of its use in air purification systems from carbon dioxide, while the method of manufacturing the adsorbent is technologically simple.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

The invention relates to methods for producing carbon dioxide chemical adsorbent which is based on hydroxides of alkali and/ or alkali-earth metals and can be used in means for protecting respiratory organs. The method for producing carbon dioxide chemical adsorbent for respiratory systems involves combining alkali and/ or alkali-earth metal hydroxides with a fibrous material, shaping adsorbent in the form of a sheet and drying it. The alkali and/or alkali-earth metal hydroxides are used in the form of an aqueous dispersion and the alkali and/ or alkali-earth metal hydroxides is combined with the fibrous material by accommodating the aqueous dispersion between the layers of a porous fibrous material. The alkali and/or alkali-earth metal hydroxides such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide and the similar hydroxides chemically active to carbon dioxide can be used as metal hydroxides. The aqueous dispersion can be of a paste or suspension consistency or in the form of a solution. The following materials can be used as a porous fibrous material: fibre paper, glass-fiber mat, heat resistant non-flammable materials such as Nomex, Kevlar (Du Pont, USA), Rusar and Arselon (Russia) and any other alkali-proof low specific density materials. The invention makes it possible to increase by 20-40% the reaction capacity of the adsorbent, thereby extending the possibilities of using it in systems for removing carbon dioxide from air, the adsorbent production method being technologically simple.

Description

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО АДСОРБЕНТА ДИОКСИДА УГЛЕРОДА METHOD FOR PRODUCING CHEMICAL CARBON DIOXIDE ADSORBENT
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к способам получения адсорбента диоксида углерода на основе гадроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов, предназначенного для использования в средствах защиты органов дыхания.The invention relates to methods for producing a carbon dioxide adsorbent based on alkali and / or alkaline earth metal hydroxides, intended for use in respiratory protective equipment.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен способ изготовления адсорбента диоксида углерода на основе гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов для дыхательных систем (патент США Xs 7329307, МПК BOlD 53/02, 2008, патент США JV° 7326280, МПК BOlD 53/02, 2008), по которому осуществляют экструдирование смеси порошков гидроксида металла, в частности, безводного гидроксида лития, и полиэтилена с добавлением смазочного материала (минерального масла) с образованием листа. Для экструдирования материала в плоский лист может использоваться нагретая матрица. Экструдированный материал может быть поджат между двумя валками каландра, один из которых гладкий, а второй снабжен канавками, за счет которых на листе материала формируются выступы. Лист приобретает ребристую форму, что обеспечивает создание необходимых каналов для потока газа при эксплуатации поглотителя.A known method of manufacturing a carbon dioxide adsorbent based on alkali and alkaline earth metal hydroxides for respiratory systems (US patent Xs 7329307, IPC BOlD 53/02, 2008, US patent JV ° 7326280, IPC BOlD 53/02, 2008), by which the mixture is extruded powders of metal hydroxide, in particular anhydrous lithium hydroxide, and polyethylene with the addition of a lubricant (mineral oil) to form a sheet. A heated die may be used to extrude the material into a flat sheet. The extruded material can be pressed between two calender rolls, one of which is smooth, and the second is provided with grooves, due to which protrusions are formed on the sheet of material. The sheet acquires a ribbed shape, which ensures the creation of the necessary channels for the gas flow during the operation of the absorber.
Ребристый лист можно охладить до температуры ниже точки плавления полиэтилена и затем смотать в рулон. Один из примеров экструдированного состава включает (в % масс): гидроксид лития 65,3; смазка 33; полиэтилен 1,7.The ribbed sheet can be cooled to a temperature below the melting point of polyethylene and then wound into a roll. One example of an extruded composition includes (in% by mass): lithium hydroxide 65.3; grease 33; polyethylene 1.7.
Далее осуществляют процесс экстракции с целью удаления смазки в рулоне. Для этого рулоны насыщают гексаном, затем нагревают и высушивают в вакууме до полного удаления гексана. После охлаждения рулоны хранятся при температуре окружающей среды в атмосфере свободной от диоксида углерода.Next, the extraction process is carried out in order to remove grease in the roll. To do this, the rolls are saturated with hexane, then heated and dried in vacuum until the hexane is completely removed. After cooling, the rolls are stored at ambient temperature in an atmosphere free of carbon dioxide.
Для эффективного удаления диоксида углерода осуществляют гидратацию адсорбента перед использованием. Гидратацию ребристых листов осуществляют путем равномерного нанесения жидкой воды на поверхность листа.To effectively remove carbon dioxide, the adsorbent is hydrated before use. The hydration of the ribbed sheets is carried out by uniformly applying liquid water to the surface of the sheet.
Однако этот способ изготовления адсорбента CO2 является технологически сложным и включает много стадий: смешение исходных компонентов порошков безводного гидроксида лития и полиэтилена с добавлением смазочного материала, экструзию полученной смеси, удаление органического компонента экстракцией полученного адсорбента гексаном с последующим его испарением путем термической обработки в вакууме и гидратацию безводного адсорбента.However, this method of manufacturing a CO 2 adsorbent is technologically complex and involves many stages: mixing the starting components of the powders of anhydrous lithium hydroxide and polyethylene with the addition of a lubricant, extrusion of the resulting mixture, removal of the organic component by extraction of the obtained adsorbent with hexane, followed by its evaporation by heat treatment in vacuum and hydration of the anhydrous adsorbent.
Способ изготовления адсорбента лимитируется использованием низкопроизводительной вакуумной обработки, а операция увлажнения адсорбента не обеспечивает равномерного распределения влаги по всему объему листового адсорбента, что отрицательно влияет на сорбционную активность адсорбента к диоксиду углерода.A method of manufacturing an adsorbent is limited by the use of low-performance vacuum treatment, and the operation of moistening the adsorbent does not provide a uniform distribution of moisture throughout the volume of the sheet adsorbent, which negatively affects the sorption activity of the adsorbent to carbon dioxide.
Применение органического полимерного материала снижает газопроницаемость адсорбента и доступ диоксида углерода к активному компоненту - гидроксиду лития.The use of organic polymer material reduces the gas permeability of the adsorbent and the access of carbon dioxide to the active component - lithium hydroxide.
Известен способ изготовления поглотителя диоксида углерода на основе гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов для дыхательных систем (патент США JNa 5964221, НКИ 128/205.12, 1999), по которому порошок адсорбента диоксида углерода, в частности Sоdаsоrb, выпускаемого фирмой W.R. Grасе and Co. и состоящего из смеси гидроксида кальция, гидроксида натрия и гидроксида калия, смешивают с порошком полимера, в частности, полиэтилена с высоким молекулярным весом. Смешение осуществляют в экструдере, при этом в смесь инжектируют смазочный материал (минеральное масло). Смешение осуществляют при нагревании, при этом полимер растворяется в смазочном материале, что обеспечивает однородное смешение полимера с адсорбентом. Полученную смесь экструдируют в композитный лист или иную форму. При необходимости лист каландруют, пропуская его между двумя валками. После охлаждения листа удаляют смазочный материал обработкой листа растворителем, в частности гексаном, после чего удаляют растворитель продувкой сухим азотом. Дополнительно проводят операцию термоусадки полимера.A known method of manufacturing a carbon dioxide absorber based on alkali and alkaline earth metal hydroxides for respiratory systems (US patent JNa 5964221, NKI 128 / 205.12, 1999), according to which carbon dioxide adsorbent powder, in particular Sodasorb, manufactured by W.R. Grace and Co. and consisting of a mixture of calcium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, is mixed with a polymer powder, in particular high molecular weight polyethylene. The mixture is carried out in an extruder, while a lubricant (mineral oil) is injected into the mixture. Mixing is carried out with heating, while the polymer dissolves in the lubricant, which ensures uniform mixing of the polymer with the adsorbent. The resulting mixture is extruded into a composite sheet or other form. If necessary, the sheet is calendared, passing it between two rolls. After cooling of the sheet, the lubricant is removed by treating the sheet with a solvent, in particular hexane, after which the solvent is removed by blowing with dry nitrogen. Additionally, a polymer shrink operation is performed.
Полученные листы поглотителя диоксида углерода сворачивают в рулон и в виде картриджа устанавливают в патроне дыхательной системы, при этом листы могут быть размещены между проницаемыми мембранами. Возможно также отлить под давлением этот материал с любым заданным контуром, например, в виде ребер на листе. Все варианты конструкции листа адсорбирующего вещества имеют гидрофобную поверхность. Содержание необходимого количества влаги обеспечивается нанесением водно-спиртовой смеси.The obtained sheets of carbon dioxide absorber are rolled up and installed in the form of a cartridge in the cartridge of the respiratory system, while the sheets can be placed between permeable membranes. It is also possible to die cast this material with any given contour, for example in the form of ribs on a sheet. All options for the design of the sheet of absorbent material have a hydrophobic surface. The content of the required amount of moisture is provided by applying a water-alcohol mixture.
Однако этот способ изготовления адсорбента CO2 является также технологически сложным. Ко всем недостаткам вышеуказанного способа следует отнести дополнительные операции термоусадки адсорбента и продувки сухим азотом, что существенно повышает затраты на изготовление адсорбента и снижает его качество.However, this method of manufacturing a CO 2 adsorbent is also technologically complex. All the disadvantages of the above method should be to include additional operations of heat shrinkage of the adsorbent and purging with dry nitrogen, which significantly increases the cost of manufacturing the adsorbent and reduces its quality.
Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления поглотителя диоксида углерода на основе гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов для дыхательных систем (патент США JNs 5165399, НКИ 128/205.12, 1992), по которому адсорбент диоксида углерода на основе гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов соединяют с волокнистым материалом путем смешения порошкообразного адсорбента с волокнистым материалом, например, в высокоскоростном смесителе и смесь формуют в виде листа. Для формования смесь диспергируют в жидкость, в качестве которой используют любую жидкость, которая не растворяет адсорбент и волокнистый материал, и полученную дисперсию отливают в форме листа обычным способом изготовления бумаги. Лист подвергают сушке.Closest to the claimed is a method of manufacturing a carbon dioxide absorber based on alkali and alkaline earth metal hydroxides for respiratory systems (US patent JNs 5165399, NKI 128 / 205.12, 1992), in which the carbon dioxide adsorbent based on alkali and / or alkaline earth metal hydroxides is combined with fibrous material by mixing the powdered adsorbent with the fibrous material, for example, in a high-speed mixer and the mixture is formed into a sheet. For molding, the mixture is dispersed into a liquid, which is any liquid that does not dissolve the adsorbent and fibrous material, and the resulting dispersion is cast in the form of a sheet in the usual way of making paper. The sheet is dried.
Для повышения прочности адсорбента лист размещают между двумя слоями мембраны или проницаемой ткани и соединяют полученные слои в форме «cэндвичa», например, ультразвуком или способом прошивного или иглопробивного скрепления многослойного материала, применяющихся в технологии получения нетканых материалов.To increase the strength of the adsorbent, the sheet is placed between two layers of a membrane or permeable fabric and the resulting layers are combined in the form of a “sandwich”, for example, by ultrasound or by the method of piercing or needle-punched bonding of multilayer material used in the technology of producing nonwoven materials.
Полученные листы компонуют соответствующим образом для использования в дыхательной системе.The resulting sheets are arranged accordingly for use in the respiratory system.
Альтернативно смесь волокнистого материала и гидроксида металла можно гранулировать. Гранулы могут включаться в структуру листа сухим способом. Например, гранулированный адсорбент распределяют между двумя листами проницаемой мембраны и осуществляют их соединение иглопробивным способом.Alternatively, the mixture of fibrous material and metal hydroxide can be granulated. Granules may be included in the structure of the sheet in a dry manner. For example, a granular adsorbent is distributed between two sheets of a permeable membrane and they are joined by needle-punched method.
Мембрана или ткань могут компоноваться с адсорбентом до или после образования листа (пластины). В этом случае диспергированную в соответствующем растворителе смесь компонентов выливают на слой проницаемой ткани типа, например, Nоmех, используя технику бумажного производства. Лист высушивают и накладывают сверху второй лист из проницаемой ткани. Двухслойную структуру механически обрабатывают, например, на иглопробивных станках.The membrane or tissue may be arranged with the adsorbent before or after the formation of the sheet (plate). In this case, the mixture of components dispersed in an appropriate solvent is poured onto a layer of permeable fabric such as, for example, Nomeh, using a papermaking technique. The sheet is dried and a second sheet of permeable fabric is applied on top. The two-layer structure is machined, for example, on needle-punched machines.
Однако этот способ не позволяет получить адсорбент с достаточной реакционной способностью к диоксиду углерода, поскольку, во-первых, происходит капсулирование полимером частиц активного компонента адсорбента, что снижает его реакционную способность к диоксиду углерода.However, this method does not allow to obtain an adsorbent with sufficient reactivity to carbon dioxide, because, firstly, the polymer encapsulates particles of the active component of the adsorbent, which reduces it reactivity to carbon dioxide.
Во-вторых, обработка адсорбента на иглопробивных станках нарушает и уплотняет его структуру, снижает порозность слоя, а, следовательно, газопроницаемость адсорбента, что в результате снижает реакционную способность к диоксиду углерода.Secondly, the processing of the adsorbent on needle-punched machines violates and compacts its structure, reduces the porosity of the layer, and, consequently, the gas permeability of the adsorbent, which as a result reduces the reactivity to carbon dioxide.
В-третьих, использование в процессе изготовления адсорбента гидрофобных материалов приводит к снижению содержания воды в составе адсорбента и, соответственно, к снижению реакционной способности.Thirdly, the use of hydrophobic materials in the manufacturing process of the adsorbent leads to a decrease in the water content of the adsorbent and, accordingly, to a decrease in reactivity.
Кроме того, этот способ является периодическим и технологически сложным. Лимитирующими стадиями технологического процесса является диспергирование смеси в жидкость и отделение твердой фазы. При этом применение в известном способе органических компонентов создает угрозу выделения токсичных примесей в газовоздушную смесь в процессе эксплуатации дыхательного аппарата пользователем.In addition, this method is periodic and technologically complex. The limiting stages of the technological process are dispersion of the mixture into a liquid and separation of the solid phase. Moreover, the use of organic components in the known method poses a threat of toxic impurities being released into the gas-air mixture during operation of the breathing apparatus by the user.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего получать улучшенные эксплуатационные характеристики адсорбента, в результате чего повышается реакционная способность адсорбента к диоксиду углерода.The objective of the invention is to provide a method that allows to obtain improved operating characteristics of the adsorbent, resulting in increased reactivity of the adsorbent to carbon dioxide.
Дополнительный результат заключается в упрощении технологии изготовления адсорбента диоксида углерода.An additional result is to simplify the manufacturing technology of the carbon dioxide adsorbent.
Указанная задача решается тем, что в способе изготовления адсорбента диоксида углерода для дыхательных систем, включающем соединение гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов с волокнистым материалом, формование адсорбента в виде листа и сушку, гидроксиды щелочных и/или щелочноземельных металлов используют в виде водной дисперсии, а соединение гидроксидов щелочного и/или щелочноземельного металла с волокнистым материалом осуществляют путем размещения водной дисперсии между слоями волокнистого материала.This problem is solved by the fact that in the method of manufacturing a carbon dioxide adsorbent for respiratory systems, comprising combining alkali and / or alkaline earth metal hydroxides with fibrous material, sheet forming the adsorbent and drying, alkali and / or alkaline earth metal hydroxides are used in the form of an aqueous dispersion, and the combination of alkali and / or alkaline earth metal hydroxides with the fibrous material is carried out by placing an aqueous dispersion between the layers of the fibrous material.
Формование абсорбента в виде листа осуществляют путем прокатывания между ваиками.The formation of the absorbent in the form of a sheet is carried out by rolling between waikami.
В качестве волокнистого материала используют пористый волокнистый тканый или нетканый щелочестойкий материал с низкой удельной плотностью.As the fibrous material, a porous fibrous woven or non-woven alkali-resistant material with a low specific gravity is used.
Водную дисперсию используют в виде пасты, в виде суспензии или в виде раствора.The aqueous dispersion is used as a paste, as a suspension, or as a solution.
Использование гидроксидов в виде водной дисперсии, размещаемой между слоями волокнистого материала, обеспечивает при последующем формовании листа полное и равномерное заполнение пор волокнистого материала активным компонентом адсорбента (гидроксидом металла), что дает возможность создания равномерной толщины слоя адсорбента в форме листа, а отсутствие полимерного связующего позволяет обеспечить высокую газопроницаемость листа адсорбента, что в итоге приводит к увеличению скорости поглощения диоксида углерода за счет увеличения поверхности контакта адсорбента с диоксидом углерода и исключения уноса влаги из адсорбента.The use of hydroxides in the form of an aqueous dispersion placed between layers of fibrous material, ensures that, during subsequent sheet formation, the pores of the fibrous material are completely and uniformly filled with the active component of the adsorbent (metal hydroxide), which makes it possible to create a uniform thickness of the adsorbent layer in the form of a sheet, and the absence of a polymer binder allows for high gas permeability of the adsorbent sheet, which ultimately leads to an increase in the rate of absorption of carbon dioxide by increasing the contact surface of the adsorbent with carbon dioxide and the elimination of entrainment and moisture from the adsorbent.
Волокнистый материал несет функцию армирующего компонента и обеспечивает структуру адсорбента с определенной механической прочностью.The fibrous material has the function of a reinforcing component and provides an adsorbent structure with a certain mechanical strength.
Отсутствие полимерного связующего в составе адсорбента полностью исключает возможность внесения в очищаемый воздух каких-либо вредных примесей. При этом исключается многостадийность процесса и обеспечивается его непрерывность .The absence of a polymeric binder in the composition of the adsorbent completely excludes the possibility of introducing any harmful impurities into the cleaned air. This eliminates the multi-stage process and ensures its continuity.
Варианты осуществления изобретенияEmbodiments of the invention
Способ получения адсорбента осуществляют следующим образом.A method of producing an adsorbent is as follows.
Исходные компоненты гидроксид щелочного и/или щелочноземельного металла смешивают с водой до образования водной дисперсии, которая может иметь консистенцию пасты или суспензии, или может быть в виде раствора. Водную дисперсию наносят на слой пористого волокнистого материала (тканого или нетканого), в качестве которого могут быть использованы любые материалы, например, стеклобумага, стекломат, термостойкие негорючие материалы типа Nоmех, Кеvlаr (фирмы Du Ропt, США), Русар, Арселон (Россия) или любые другие щелочестойкие материалы с низкой удельной плотностью.The starting components are alkali and / or alkaline earth metal hydroxide mixed with water until an aqueous dispersion forms, which may have the consistency of a paste or suspension, or may be in the form of a solution. The aqueous dispersion is applied to a layer of porous fibrous material (woven or non-woven), which can be used any materials, for example, glass paper, glass mat, heat-resistant non-combustible materials such as Nomekh, Kevlar (Du Ropt, USA), Rusar, Arselon (Russia) or any other alkali-resistant materials with low specific gravity.
В качестве гидроксидов металлов могут быть использованы гидроксиды щелочных и/или щелочноземельных металлов такие, как гидроксид калия, гидроксид натрия, гидроксид лития, гидроксид кальция, гидроксид магния и другие, обладающие химической активностью к диоксиду углерода.As metal hydroxides, alkali and / or alkaline earth metal hydroxides such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide and others having chemical activity to carbon dioxide can be used.
На полученный на предыдущей стадии слой волокнистого материала с водной дисперсией, накладывают второй слой пористого волокнистого материала и осуществляют формование полученной структуры (композиции) в виде листа обычным способом, например, прокаткой валками.A second layer of porous fibrous material is applied to the layer of fibrous material obtained at the previous stage, and the resulting structure (composition) is formed into a sheet in the usual way, for example, by rolling rollers.
Полученный лист адсорбента подвергают сушке обычным способом, например, б в лабораторном или промышленном электрошкафу с вентиляцией воздухом. При этом параметры сушки устанавливают в зависимости от заданного содержания остаточной влаги в адсорбенте.The resulting adsorbent sheet is dried in the usual way, for example, b in a laboratory or industrial control cabinet with air ventilation. In this case, the drying parameters are set depending on the specified residual moisture content in the adsorbent.
Далее листы адсорбента, в зависимости от назначения, сворачивают в рулон и помещают в картридж, получая тем самым переснаряжаемый патрон для очистки выдыхаемого воздуха от диоксида углерода для аппарата индивидуального пользования, или адсорбент применяют в виде изготовленных листов, размещая в соответствующее приспособление (устройство, конструкцию) в системах очистки воздуха замкнутых объемов.Next, the sheets of adsorbent, depending on the purpose, are rolled up and placed in a cartridge, thereby obtaining a rechargeable cartridge for cleaning the exhaled air of carbon dioxide for an individual use device, or the adsorbent is used in the form of manufactured sheets, placed in the appropriate device (device, design ) in closed air purification systems.
Пример 1Example 1
Готовят водную дисперсию, для чего 7,5 г гидроксида калия KOH растворяют в 90 мл воды H2O, после чего в полученный раствор вносят 150 г твердого гидроксида кальция Ca(OH)2. Смесь тщательно перемешивают. Полученная водная дисперсия имеет консистенцию пасты. На двойной слой стеклобумаги размером 14x35 см (БМД- Ф, плотность 11,2 г/см2, ТУ 6-11-529-80 или БМД-К, ТУ 6-48-93-92) наносят полученную водную дисперсию в виде пасты толщиной 1,5-2 мм и сверху настилают еще один слой стеклобумаги марки БМД-Ф или БМД-К. Полученную структуру (композицию) прокатывают валками.An aqueous dispersion is prepared, for which 7.5 g of potassium hydroxide KOH is dissolved in 90 ml of H 2 O water, after which 150 g of solid calcium hydroxide Ca (OH) 2 is added to the resulting solution. The mixture is thoroughly mixed. The resulting aqueous dispersion has a paste consistency. The resulting aqueous dispersion in the form of a paste is applied to a double layer of 14x35 cm glass paper (BMD-F, density 11.2 g / cm 2 , TU 6-11-529-80 or BMD-K, TU 6-48-93-92) a thickness of 1.5-2 mm and on top lay another layer of glass paper brand BMD-F or BMD-K. The resulting structure (composition) is rolled with rolls.
Сформованный лист адсорбента сушат в обычном лабораторном или промышленном электрошкафу с вентиляцией воздухом при температуре 100-140°C в течение 20-30 мин. Полученный адсорбент содержит 15 - 17 % остаточной влаги.The molded adsorbent sheet is dried in a conventional laboratory or industrial control cabinet with air ventilation at a temperature of 100-140 ° C for 20-30 minutes. The resulting adsorbent contains 15 - 17% residual moisture.
Пример 2Example 2
Готовят водную дисперсию, для чего 12 г гидроксида натрия NaOH растворяют в 100 мл воды H2O, после чего в полученный раствор вносятAn aqueous dispersion is prepared, for which 12 g of sodium hydroxide NaOH are dissolved in 100 ml of H 2 O water, after which they are added to the resulting solution
120 г твердого гидроксида кальция Ca(OH)2 и 30 г гидроксида магния Mg(OH)2. Смесь тщательно перемешивают. Полученная водная дисперсия имеет консистенцию пасты. На слой ткани Nоmех размером 14x45 см наносят полученную водную дисперсию в виде пасты толщиной 1,5-2 мм и сверху настилают слой стеклобумаги марки БМД-К или БМД-Ф. Полученную структуру (композицию) прокатывают валками.120 g of solid calcium hydroxide Ca (OH) 2 and 30 g of magnesium hydroxide Mg (OH) 2 . The mixture is thoroughly mixed. The resulting aqueous dispersion has a paste consistency. The obtained aqueous dispersion in the form of a paste 1.5-2 mm thick is applied to a layer of fabric Nomekh with a size of 14x45 cm and a layer of glass paper of the BMD-K or BMD-F brand is laid on top. The resulting structure (composition) is rolled with rolls.
Сформованный лист адсорбента сушат в обычном лабораторном или промышленном электрошкафу с вентиляцией воздухом при температуре 100- 14O0C в течение 20-30 мин. Полученный адсорбент содержит 15-17 % остаточной влаги. Пример 3The formed adsorbent sheet is dried in a conventional laboratory or industrial control cabinet with air ventilation at a temperature of 100-14O 0 C for 20-30 minutes. The resulting adsorbent contains 15-17% of residual moisture. Example 3
Готовят водную дисперсию, для чего 7,5 г гидроксида калия KOH растворяют в 90 мл воды H2O, после чего в полученный раствор вносят 100 г твердого гидроксида кальция Ca(OH)2 и 50 г твердого гидроксида магния Mg(OH)2. Смесь тщательно перемешивают. Полученная водная дисперсия имеет консистенцию пасты. На двойной слой стеклобумаги размером 12x30 см (БМД-Ф, плотность 11,2 г/см2, ТУ 6- 11-529-80 или БМД-К, ТУ 6-48-93-92) толщиной 1,5-2 мм наносят полученную водную дисперсию в виде пасты и сверху настилают тонкий слой стекломата марки MCTB-2 ТУ 21-6328981-03-92 производства ОАО «Ивoтcтeклo». Полученную структуру (композицию) прокатывают валками.An aqueous dispersion is prepared, for which 7.5 g of potassium hydroxide KOH is dissolved in 90 ml of H 2 O water, after which 100 g of solid calcium hydroxide Ca (OH) 2 and 50 g of solid magnesium hydroxide Mg (OH) 2 are added to the resulting solution. The mixture is thoroughly mixed. The resulting aqueous dispersion has a paste consistency. On a double layer of glass paper measuring 12x30 cm (BMD-F, density 11.2 g / cm 2 , TU 6-11-529-80 or BMD-K, TU 6-48-93-92) with a thickness of 1.5-2 mm the resulting aqueous dispersion is applied in the form of a paste, and a thin layer of glass mat MCTB-2 TU 21-6328981-03-92 manufactured by Ivosteklo OJSC is laid on top. The resulting structure (composition) is rolled with rolls.
Сформованный лист адсорбента сушат в обычном лабораторном или промышленном электрошкафу с вентиляцией воздухом при температуре 100 - 140°C в течение 20-30 мин. Полученный адсорбент содержит примерно 15 - 17% остаточной влаги.The molded adsorbent sheet is dried in a conventional laboratory or industrial control cabinet with air ventilation at a temperature of 100 - 140 ° C for 20-30 minutes. The resulting adsorbent contains approximately 15 - 17% residual moisture.
Пример 4Example 4
Готовят водную дисперсию, для чего 7,5 г гидроксида калия NaOH растворяют в 100 мл воды H2O, после чего в полученный раствор вносят 75 г твердого гидроксида кальция Ca(OH)2 и 10 г твердого гидроксида лития LiOH. Смесь тщательно перемешивают. Полученная водная дисперсия имеет консистенцию суспензии. На слой ткани Русар размером 14x35 см наносят полученную водную дисперсию в виде суспензии толщиной 1,5-2 мм и сверху настилают один слой стеклобумаги марки БМД- Ф или БМД-К. Полученную структуру (композицию) прокатывают валками.An aqueous dispersion is prepared, for which 7.5 g of potassium hydroxide NaOH is dissolved in 100 ml of H 2 O water, after which 75 g of solid calcium hydroxide Ca (OH) 2 and 10 g of solid lithium hydroxide LiOH are added to the resulting solution. The mixture is thoroughly mixed. The resulting aqueous dispersion has a suspension consistency. The resulting aqueous dispersion is applied to a Rusar fabric layer measuring 14x35 cm in the form of a suspension 1.5-2 mm thick and one layer of glass paper of the BMD-F or BMD-K brand is laid on top. The resulting structure (composition) is rolled with rolls.
Сформованный лист адсорбента сушат в обычном лабораторном или промышленном электрошкафу с вентиляцией воздухом при температуре 100-140°C в течение 15-25 мин. Полученный адсорбент содержит 16 - 18% остаточной влаги.The formed adsorbent sheet is dried in a conventional laboratory or industrial control cabinet with air ventilation at a temperature of 100-140 ° C for 15-25 minutes. The resulting adsorbent contains 16 to 18% residual moisture.
Пример 5Example 5
Готовят водную дисперсию, для чего 9 г гидроксида калия KOH растворяют в 100 мл воды H2O, после чего в полученный раствор вносят 70 г твердого гидроксида кальция Ca(OH)2 и 10 г твердого гидроксида лития LiOH. Смесь тщательно перемешивают. Полученная водная дисперсия имеет консистенцию суспензии. На слой ткани Арселон размером 16x30 см наносят полученную водную дисперсию в виде суспензии толщиной 1,5-2 мм и сверху настилают тонкий слой стекломата марки MCTB-2 ТУ 21-6328981-03-92 производства ОАО «Ивoтcтeклo». Полученную структуру (композицию) прокатывают валками.An aqueous dispersion is prepared, for which 9 g of potassium hydroxide KOH is dissolved in 100 ml of H 2 O water, after which 70 g of solid calcium hydroxide Ca (OH) 2 and 10 g of solid lithium hydroxide LiOH are added to the resulting solution. The mixture is thoroughly mixed. The resulting aqueous dispersion has a suspension consistency. The resulting aqueous dispersion is applied to a 16x30 cm Arcelon fabric layer in the form of a suspension 1.5–2 mm thick and a thin layer of glass mat MCTB-2 TU 21-6328981-03-92 manufactured by Ivotsteklo OJSC is laid on top. Received structure (composition) is rolled by rolls.
Сформованный лист адсорбента сушат в обычном лабораторном или промышленном электрошкафу с вентиляцией воздухом при температуре 100-140°C в течение 15-20 мин. Полученный адсорбент содержит 20 - 22% остаточной влаги.The formed adsorbent sheet is dried in a conventional laboratory or industrial control cabinet with air ventilation at a temperature of 100-140 ° C for 15-20 minutes. The resulting adsorbent contains 20 to 22% residual moisture.
Пример 6Example 6
Готовят водную дисперсию, для чего 15 г гидроксида калия KOH и 20 г гидроксида натрия NaOH растворяют в 100 мл воды H2O. Смесь тщательно перемешивают. Полученная водная дисперсия представляет собой раствор. На слой стекломата толщиной 2-3 мм наносят полученную водную дисперсию в виде раствора. Полученную структуру (композицию) прокатывают валками.An aqueous dispersion is prepared, for which 15 g of potassium hydroxide KOH and 20 g of sodium hydroxide NaOH are dissolved in 100 ml of water H 2 O. The mixture is thoroughly mixed. The resulting aqueous dispersion is a solution. The resulting aqueous dispersion in the form of a solution is applied to a layer of glass mat 2-3 mm thick. The resulting structure (composition) is rolled with rolls.
Сформованный лист адсорбента сушат в обычном лабораторном или промышленном электрошкафу с вентиляцией воздухом при температуре 100-140°C в течение 15-20 мин. Полученный адсорбент содержит 20 - 22% остаточной влаги.The formed adsorbent sheet is dried in a conventional laboratory or industrial control cabinet with air ventilation at a temperature of 100-140 ° C for 15-20 minutes. The resulting adsorbent contains 20 to 22% residual moisture.
Оценка реакционной способности адсорбента к диоксиду углерода проведена на динамической установке путем определения динамической активности, характеризующей способность адсорбента поглощать диоксид углерода из проходящего через него потока газо-воздушной смеси и выражающейся в единицах л/кг (количество литров поглощенного диоксида углерода на 1 кг адсорбента).The reactivity of the adsorbent to carbon dioxide was assessed on a dynamic installation by determining the dynamic activity characterizing the ability of the adsorbent to absorb carbon dioxide from the gas-air mixture flowing through it and expressed in units of l / kg (the number of liters of absorbed carbon dioxide per 1 kg of adsorbent).
Испытания адсорбента проведены при следующих условиях:Adsorbent tests were carried out under the following conditions:
- диаметр динамической трубки - 39±0,5 мм;- diameter of the dynamic tube - 39 ± 0.5 mm;
- площадь поперечного сечения динамической трубки - 11,6÷ 12,25 см ;- the cross-sectional area of the dynamic tube is 11.6 ÷ 12.25 cm;
- высота динамической трубки - 22 см;- the height of the dynamic tube is 22 cm;
- высота слоя адсорбента в трубке - 14 см;- the height of the adsorbent layer in the tube is 14 cm;
- объемная скорость воздуха, подаваемого в трубку, - 6,72 ÷ 7,05 л/мин;- the volumetric velocity of the air supplied to the tube is 6.72 ÷ 7.05 l / min;
- объемная скорость диоксида углерода (соответствующая концентрации его в газо-воздушной смеси 4 % по объему) - 0,28 ÷ 0,29 л/мин;- the volumetric rate of carbon dioxide (corresponding to its concentration in a gas-air mixture of 4% by volume) is 0.28 ÷ 0.29 l / min;
- объемная скорость газо-воздушной смеси - 7,0÷7,35 л/мин;- the volumetric velocity of the gas-air mixture is 7.0 ÷ 7.35 l / min;
- удельная скорость газо-воздушной смеси - 0,6 л/см2 мин;- the specific velocity of the gas-air mixture is 0.6 l / cm 2 min;
- температура газо-воздушной смеси - 23±0,5°C;- the temperature of the gas-air mixture is 23 ± 0.5 ° C;
- относительная влажность газо-воздушной смеси при температуре 23±0,5°C - 93 - 98%.- the relative humidity of the gas-air mixture at a temperature of 23 ± 0.5 ° C - 93 - 98%.
- масса адсорбента в динамической трубке - 110-140 г. Испытания адсорбента проводили до достижения концентрации в газовоздушной смеси за слоем адсорбента, равной 3,0 % диоксида углерода.- the mass of the adsorbent in the dynamic tube is 110-140 g. Tests of the adsorbent were carried out until the concentration in the gas-air mixture behind the adsorbent layer was 3.0% of carbon dioxide.
В аналогичных условиях проведены сравнительные испытания адсорбента, изготовленного по патенту США N° 5165399.Under similar conditions, comparative tests of the adsorbent made according to US patent N ° 5165399 were carried out.
Результаты испытаний представлены в таблице.The test results are presented in the table.
ТаблицаTable
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0001
Как видно из представленных данных, заявляемое изобретение позволяет повысить реакционную способность адсорбента на 20-40%, что расширяет возможность его применения в системах очистки воздуха от диоксида углерода, при этом способ изготовления адсорбента технологически прост. As can be seen from the presented data, the claimed invention allows to increase the reactivity of the adsorbent by 20-40%, which expands the possibility of its use in air purification systems from carbon dioxide, while the method of manufacturing the adsorbent is technologically simple.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM
1 Способ изготовления адсорбента диоксида углерода для дыхательных систем, включающий соединение гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов с волокнистым материалом, формование абсорбента в виде листа и сушку, отличающийся тем, что гидроксиды щелочного и/или щелочноземельного металла используют в виде водной дисперсии, а соединение гидроксида щелочного и/или щелочноземельного металла с волокнистым материалом осуществляют путем размещения водной дисперсии между слоями пористого волокнистого материала.1 A method of manufacturing a carbon dioxide adsorbent for respiratory systems, comprising combining alkali and / or alkaline earth metal hydroxides with fibrous material, forming the absorbent in sheet form and drying, characterized in that the alkali and / or alkaline earth metal hydroxides are used as an aqueous dispersion, and the compound hydroxide of an alkali and / or alkaline earth metal with fibrous material is carried out by placing an aqueous dispersion between the layers of porous fibrous material.
2 Способ изготовления абсорбента диоксида углерода для дыхательных систем по п.l, отличающийся тем, что формование абсорбента в виде листа осуществляют путем прокатывания между валками.2 A method of manufacturing a carbon dioxide absorbent for respiratory systems according to claim 1, characterized in that the forming of the absorbent in the form of a sheet is carried out by rolling between the rollers.
3 Способ изготовления абсорбента диоксида углерода для дыхательных систем по п.l, отличающийся тем, что в качестве волокнистого материала используют пористый волокнистый тканый или нетканый щелочестойкий материал с низкой удельной плотностью.3 A method of manufacturing a carbon dioxide absorbent for respiratory systems according to claim 1, characterized in that a porous fibrous woven or non-woven alkali-resistant material with a low specific gravity is used as the fibrous material.
4 Способ изготовления абсорбента диоксида углерода для дыхательных систем по п.l, отличающийся тем, что в качестве гидроксидов щелочных или щелочноземельных металлов используют гидроксиды натрия, калия, лития, кальция, магния.4 A method of manufacturing a carbon dioxide absorbent for respiratory systems according to claim 1, characterized in that sodium, potassium, lithium, calcium, magnesium hydroxides are used as alkali or alkaline earth metal hydroxides.
5 Способ изготовления абсорбента диоксида углерода для дыхательных систем по п.l, отличающийся тем, что водную дисперсию используют в виде пасты.5 A method of manufacturing a carbon dioxide absorbent for respiratory systems according to claim 1, characterized in that the aqueous dispersion is used in the form of a paste.
6 Способ изготовления абсорбента диоксида углерода для дыхательных систем по п.1 , отличающийся тем, что водную дисперсию используют в виде суспензии.6 A method of manufacturing a carbon dioxide absorbent for respiratory systems according to claim 1, characterized in that the aqueous dispersion is used as a suspension.
7 Способ изготовления абсорбента диоксида углерода для дыхательных систем по п.l, отличающийся тем, что водную дисперсию используют в виде раствора. 7 A method of manufacturing a carbon dioxide absorbent for respiratory systems according to claim 1, characterized in that the aqueous dispersion is used in the form of a solution.
PCT/RU2009/000214 2008-05-12 2009-05-05 Method for producing carbon dioxide chemical adsorbent WO2009139664A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201015010A UA100266C2 (en) 2008-05-12 2009-05-05 Process for preparation of carbon dioxide chemical adsorbent

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008118664/15A RU2381831C2 (en) 2008-05-12 2008-05-12 Method of making carbon dioxide chemical adsorbent
RU2008118664 2008-05-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009139664A1 true WO2009139664A1 (en) 2009-11-19

Family

ID=41318895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2009/000214 WO2009139664A1 (en) 2008-05-12 2009-05-05 Method for producing carbon dioxide chemical adsorbent

Country Status (3)

Country Link
RU (1) RU2381831C2 (en)
UA (1) UA100266C2 (en)
WO (1) WO2009139664A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502558C2 (en) * 2011-08-05 2013-12-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") Method of producing carbon dioxide adsorbent and device to this end
RU2484891C1 (en) * 2011-10-03 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") Method of making chemical adsorbent of carbon dioxide
RU2565172C2 (en) * 2013-07-09 2015-10-20 Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") Method of producing carbon dioxide adsorbent
RU2569358C1 (en) * 2014-05-30 2015-11-20 Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") Method for obtaining chemosorbing element
RU2598481C1 (en) * 2015-05-28 2016-09-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") Method of producing chemical carbon dioxide absorber
RU2610611C2 (en) * 2015-06-10 2017-02-14 Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") Method of producing chemical carbon dioxide absorber
RU2618074C1 (en) * 2016-03-28 2017-05-02 Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") Chemical absorber of carbon dioxide

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5165399A (en) * 1988-08-04 1992-11-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company CO2 absorption means
RU2046012C1 (en) * 1992-02-07 1995-10-20 Валентина Николаевна Шубина Method for production of carbon dioxide absorber
RU2092239C1 (en) * 1992-11-24 1997-10-10 Войсковая часть 20914 Method of preparing carbon dioxide absorbent
RU2259231C2 (en) * 2003-07-03 2005-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт" (ФГУП "ТамбовНИХИ") Method of production of regenerative product and absorbents of oxidizer-rich gases and device for realization of this method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5165399A (en) * 1988-08-04 1992-11-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company CO2 absorption means
RU2046012C1 (en) * 1992-02-07 1995-10-20 Валентина Николаевна Шубина Method for production of carbon dioxide absorber
RU2092239C1 (en) * 1992-11-24 1997-10-10 Войсковая часть 20914 Method of preparing carbon dioxide absorbent
RU2259231C2 (en) * 2003-07-03 2005-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт" (ФГУП "ТамбовНИХИ") Method of production of regenerative product and absorbents of oxidizer-rich gases and device for realization of this method

Also Published As

Publication number Publication date
UA100266C2 (en) 2012-12-10
RU2381831C2 (en) 2010-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2381831C2 (en) Method of making carbon dioxide chemical adsorbent
US7329307B2 (en) Method of manufacturing and using enhanced carbon dioxide adsorbent
CA2831448C (en) Selective water vapour transport membranes comprising a nanofibrous layer and methods for making the same
RU2484891C1 (en) Method of making chemical adsorbent of carbon dioxide
WO1998017375A1 (en) Rebreather adsorbent system
WO2003089371A1 (en) Process for producing active carbon, polarizable electrode and electric double layer capacitor
US11131063B2 (en) Carbon dioxide sorbents and structures, methods of use, and methods of making thereof
Makanjuola et al. Novel technique for fabrication of electrospun membranes with high hydrophobicity retention
CN111683745A (en) Gas adsorbent, deodorizing fiber sheet, and method for producing gas adsorbent
JP6481330B2 (en) Base material for alkaline water electrolysis diaphragm
RU2565172C2 (en) Method of producing carbon dioxide adsorbent
RU2610611C2 (en) Method of producing chemical carbon dioxide absorber
KR20200138223A (en) Multilayer filter media
WO2015109381A1 (en) Carbon monolith and method of producing same
RU2618074C1 (en) Chemical absorber of carbon dioxide
JP2022155561A (en) Water purification filter
JP5672374B2 (en) Acrylic fibers for metal adsorption, non-woven fabrics and sheet-like materials and their use as metal adsorbents
JP6716382B2 (en) Iodic acid and/or antimony adsorbent
RU2625873C1 (en) Method of obtaining composite sorption-active material
RU2569358C1 (en) Method for obtaining chemosorbing element
JP2732652B2 (en) Filter laminate
RU2598481C1 (en) Method of producing chemical carbon dioxide absorber
KR20180067747A (en) Filter for air cleaner having hybrid activated carbon powder
Tai et al. Development of adsorbent hollow fiber for CO 2 application
JP2010240604A (en) Method for producing gas adsorption filter, gas adsorption filter and gas adsorption apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09746833

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: A201015010

Country of ref document: UA

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09746833

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1